WO2019203597A1 - Uv를 이용한 식물 재배 방법 및 이를 위한 식물 재배 시스템 - Google Patents

Uv를 이용한 식물 재배 방법 및 이를 위한 식물 재배 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2019203597A1
WO2019203597A1 PCT/KR2019/004711 KR2019004711W WO2019203597A1 WO 2019203597 A1 WO2019203597 A1 WO 2019203597A1 KR 2019004711 W KR2019004711 W KR 2019004711W WO 2019203597 A1 WO2019203597 A1 WO 2019203597A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plant
uva
light
quantum yield
maximum quantum
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/004711
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2019203597A8 (ko
Inventor
오명민
이진희
구종현
Original Assignee
충북대학교 산학협력단
서울바이오시스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충북대학교 산학협력단, 서울바이오시스 주식회사 filed Critical 충북대학교 산학협력단
Priority to CN201980002969.3A priority Critical patent/CN110769684B/zh
Priority to JP2021507442A priority patent/JP2021521892A/ja
Priority to EP19788361.4A priority patent/EP3782457A4/en
Publication of WO2019203597A1 publication Critical patent/WO2019203597A1/ko
Publication of WO2019203597A8 publication Critical patent/WO2019203597A8/ko
Priority to US17/073,763 priority patent/US11547062B2/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/06—Treatment of growing trees or plants, e.g. for preventing decay of wood, for tingeing flowers or wood, for prolonging the life of plants
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0098—Plants or trees
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N2021/8466—Investigation of vegetal material, e.g. leaves, plants, fruits

Definitions

  • It relates to a plant cultivation method using the UV of the present invention and a plant cultivation system for the same.
  • Plants use photosynthesis to synthesize organic matter from carbon dioxide and water using light energy. Plants use the chemical energy of organic matter obtained by photosynthesis as a nutrient for growth.
  • Plants contain functional substances that are effective for the intended subject. Plants vary in levels of functional substances they contain depending on growth and environment. For example, plants protect themselves by producing antioxidants to protect against damage from oxidative stress. When a person eats a plant that contains many of these functional substances, the functional substances have a similar effect on the human body. Thus, in order to efficiently obtain functional materials, plants should be harvested when there are as many functional materials as possible.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a method and system for harvesting the plant by determining the harvest time of the plant in a non-destructive manner.
  • Another object of the present invention is to provide a method and system for harvesting a plant in a state where sufficient useful material is produced.
  • UVA using a UVA comprising the step of growing the plant by luminous treatment of UVA, measuring the maximum quantum yield of the plant and determining the cultivation stage of the plant according to the measured maximum quantum yield A plant cultivation method is provided.
  • a plant cultivation room for providing a space where plants are grown, a light source unit for irradiating light including at least one of visible light and white light to the plant, a light-producing unit irradiating UVA to the plant, and a maximum of the plant
  • a plant cultivation system including a quantum yield measuring unit for measuring quantum yield.
  • Plant cultivation method may increase the growth and functional material content of the plant by UVA light treatment treatment on the plant.
  • the plant cultivation method and the system for the same according to an embodiment of the present invention can be estimated by using the maximum quantum yield when the plant growth and functional substance content is sufficient.
  • the plant cultivation method and a system therefor by using the maximum quantum yield, the harvesting of plants in the UVA light treatment period for increasing the functional material in a non-destructive manner and thereby a large amount of functional material You can decide when.
  • 1 is a view showing a result of confirming the relationship between UV irradiation and the maximum quantum yield according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the results of confirming the change in the UV irradiation intensity, the maximum quantum yield according to the irradiation period according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 8 are diagrams showing the results of confirming the change in the content of the functional material according to the maximum quantum yield according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing the maximum quantum yield (Fv / Fm) measured during 3 days of luminous treatment of UVA in kale.
  • 10 is a graph showing the live weight of kale during UVA light treatment.
  • 11 is a graph showing the maximum quantum yield of kale during UVA light treatment.
  • 12 to 17 is a graph showing the content of the functional material according to the maximum quantum yield of kale.
  • 19 to 22 are graphs of the growth of ice plants.
  • 24 is a graph showing the PAL activity of the ice plant.
  • 25 and 26 are graphs showing the content of functional materials of the ice plant.
  • 27 to 30 are graphs showing the growth of kale.
  • Fig. 31 is a graph showing the leaf area of kale
  • 33 and 34 are graphs showing the total chlorophyll content of kale.
  • 35-38 are graphs of the functional material content of kale.
  • 39 and 40 are graphs showing PAL activity of kale.
  • 41 is an exemplary view showing a plant cultivation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 is a flowchart illustrating a plant cultivation method according to an embodiment of the present invention.
  • the plant is characterized in that the leafy vegetables or medicinal plants.
  • the plant may include, but is not limited to, kale, cabbage, lettuce, mallow, garland chrysanthemum, cabbage, celery, spinach, chard, bok choy, chicory, asparagus, ice plant, packaged vegetables, or herbs.
  • the present inventors have derived from the above-mentioned demands, and provide a method for determining stress of a plant for enhancing functional substance content by using an image fluorescence value (maximum quantum yield) of a plant.
  • the present invention is to provide a method for determining the stress of a plant for enhancing the functional substance content of the plant, the method comprising:
  • the step of obtaining the chlorophyll fluorescence image of the step (1) is a chamber for blocking the light from the outside, a blue light source for emitting the fluorescence of the plant, only chlorophyll fluorescence of the plant from the reflected light And a chlorophyll fluorescence image photographing apparatus including a filter for filtering, a camera for photographing the filtered chlorophyll fluorescence, and an image processing apparatus for processing the obtained image information.
  • the blue light source that emits fluorescence of the plant may be an LED light source.
  • the LED light source is not limited to the blue light source, and may be a white light source.
  • the step of determining the stress characteristics of the plant of step (3) comprises a correlation analysis of the Fv / Fm value obtained in step (2) and the content of the functional substance It features.
  • the lower the fluorescence value the more indirectly confirming that the plant is under stress, and if the plant has an appropriate amount of stress (the appropriate chlorophyll fluorescence value), the content of the functional component of the plant can be enhanced. You can judge that.
  • the stress is characterized in that it comprises ultraviolet rays, temperature (air, root), moisture (deprivation, hypoxia), light (light quality, brightness), salt, ozone.
  • the stress characteristic is characterized in that it comprises the stress intensity, duration, frequency or persistence.
  • the method is:
  • the plant is characterized in that the leafy vegetables or medicinal plants.
  • the leafy vegetables may include kale, cabbage, lettuce, mallow, garland chrysanthemum, cabbage, celery, spinach, modern bok choy, chicory, asparagus, wrap vegetables or herbs, but is not limited thereto.
  • the functional material may include a carotenoid, a flavonoid or a phenol, but is not limited thereto.
  • the stress determination method of the plant for improving the functional substance content of the plant of the present invention by predicting the content of the functional substance through the image fluorescence value of the plant, the stress characteristics of the plant, for example, strength, duration, frequency or persistence As can be determined, it may be important for determining the stresses to be treated on various plants in enhancing the functional substance content of the plant.
  • UVA was irradiated for 3 hours at 50 W / m 2 on the kale using a UVA LED (365 nm peak), and the maximum quantum yield was measured.
  • Fluorescence emitted by chlorophyll in plants is the release of some of the light energy that was not used in the initial photosynthesis of photosynthesis into light.
  • Maximum quantum yield represents the maximum value of quantum yield for the photochemical reaction.
  • the maximum quantum yield of a plant is the maximum value at which the plant can perform photosynthesis using light energy.
  • Fm is the maximum fluorescence value induced by saturated light by plants adapted to dark field. That is, the fluorescence value emitted when the light energy used for photosynthesis of the plant is zero.
  • Fv is the reduced fluorescence value of a plant.
  • Fv is the maximum fluorescence value minus the base fluorescence value which increases instantaneously when light shines in the dark state and remains constant.
  • healthy plants have a maximum quantum yield between 0.75 and 0.83.
  • the maximum quantum yield is measured at a lower value when the plant is unhealthy due to damage to the reaction center of photosystem 2 or the stress environment. That is, the stress level of the plant can be indirectly confirmed by the value of the maximum quantum yield.
  • the maximum quantum yield of kale was measured using a chlorophyll fluorimeter.
  • Chlorophyll fluorimeter takes a fluorescence image of the kale and analyzes the obtained fluorescence image to determine the maximum quantum yield.
  • control showed a maximum quantum yield of 0.75 to 0.83, while the UVA irradiated kale showed a maximum quantum yield of 0.4 to 0.7.
  • Figure 2 shows the results of confirming the change in the UV irradiation intensity, the maximum quantum yield according to the irradiation period according to an embodiment of the present invention.
  • UVA LED 365 nm peak
  • 3 days 10W / m 2, 30W / m 2 and 50W / m 2 on a scale.
  • one leaf of the kale was fixed in parallel with the ground surface and treated with one leaf to be uniformly irradiated with UV, and the change in maximum quantum yield was measured on the first and third days.
  • 3 to 8 show the results of confirming the change in the content of the functional material according to the maximum quantum yield according to an embodiment of the present invention.
  • UVA LED 365 nm peak
  • UVA LED 365 nm peak
  • the measured maximum quantum yields are classified into less than 0.55, greater than 0.55 and less than 0.6, greater than 0.6 and less than 0.65, greater than 0.65 and less than 0.7, greater than 0.7 and less than 0.75, greater than 0.75 and less than 0.8, and greater than 0.8 and within the above ranges.
  • the total phenolic content and the degree of antioxidant in the kale were measured.
  • the total phenolic content and antioxidant levels measured at all, day 1 and day 3 are shown in FIGS. 3 to 8, respectively. Here, all is the sum of the results of the first day and the third day.
  • Kale was cultivated for three weeks after planting in a closed plant production system at a temperature of 20 ° C. and a humidity of 60%.
  • kale irradiated the kale with mixed light of white light and red light of 130 +/- 5 micromol / m ⁇ 2> / s light intensity every 12 hours at the time of cultivation.
  • the culture medium used in the cultivation is a culture solution of Hoagland & Arnon pH 6.0, EC 1.0 mS / cm.
  • the ultraviolet rays are ultraviolet rays in the UVA wavelength band.
  • FIG. 9 is a graph showing the maximum quantum yield (Fv / Fm) measured during 3 days of luminous treatment of UVA in kale.
  • ⁇ Table 1> is a table showing the maximum quantum yield measurement value of the graph of FIG.
  • the control group has a maximum quantum yield (Fv / Fm) of between 0.75 and 0.8.
  • the maximum quantum yield decreased to 0.89 and the last measured value to 0.79.
  • the first experimental group has a maximum quantum yield between 0.71 and 0.78. In the first experimental group, the maximum quantum yield was 0.78 and the final measurement value was decreased to 0.74.
  • the second experimental group has a maximum quantum yield between 0.63 and 0.68. In the first experimental group, the maximum quantum yield was decreased to 0.68 for the initial measurement value and 0.66 for the final measurement value.
  • the third experimental group has a maximum quantum yield between 0.44 and 0.59.
  • the maximum quantum yield was 0.59 at the initial measurement value and 0.53 at the last measurement value.
  • the maximum quantum yield value decreases as the intensity of UVA irradiated on the plant increases.
  • 10 is a graph showing the live weight of kale during UVA light treatment.
  • 11 is a graph showing the maximum quantum yield of kale during UVA light treatment.
  • Fig. 10 shows the live weight of kale measured on the 1st and 3rd day of UVA light treatment.
  • Table 2 shows the live weight and maximum quantum yield values per plant of kale on the 1st and 3rd day of ultraviolet irradiation.
  • the control group and the first to third experimental groups have a weight of 6.10 before the UVA irradiation.
  • the control group had a live weight of 5.67 on day 1 of UVA irradiation and 7.71 on day 3 of UVA irradiation.
  • the fresh weight decreased by 0.43 on the first day of UVA irradiation, but increased by 2.04 on the third day of UVA irradiation.
  • the control group increased in vivo by 1.61 on the third day of UVA irradiation than before UVA irradiation.
  • the first experimental group had a live weight of 6.35 on the first day of UVA irradiation and 8.06 on the third day of UVA irradiation.
  • the live weight increased by 0.25 on the first day of UVA irradiation and by 1.71 on the third day of UVA irradiation.
  • the first experimental group increased by 1.96 on the third day of UVA irradiation than before UVA irradiation.
  • the live weight was 5.85 on the first day of UVA irradiation and 5.93 on the third day of UVA irradiation.
  • the live weight decreased by 0.25 on the first day of UVA irradiation and increased by 0.08 on the third day of UVA irradiation.
  • the body weight decreased by 0.17 on the third day of UVA irradiation than before UVA irradiation.
  • the live weight was 5.74 on the first day of UVA irradiation, and 8.06 on the third day of UVA irradiation.
  • the body weight decreased by 0.63 on the first day of UVA irradiation, and decreased by 0.01 on the third day of UVA irradiation.
  • the third experimental group decreased the body weight by 0.64 on the third day of UVA irradiation than before UVA irradiation.
  • control group and the first to third experimental groups had a maximum quantum yield of 0.77 before UVA irradiation.
  • the control group had a maximum quantum yield of 0.78 on day 1 of UVA irradiation and 0.77 on day 3 of UVA irradiation.
  • the control group increased the maximum quantum yield by 0.1 on day 1 of UVA irradiation, but decreased by 0.1 on day 3 of UVA irradiation.
  • the control group had the same maximum quantum yield as before UVA irradiation on day 3 of UVA irradiation.
  • the maximum quantum yield was 0.73 on day 1 of UVA irradiation, and 0.73 on day 3 of UVA irradiation.
  • the maximum quantum yield increased by 0.04 on the first day of UVA irradiation, and there was no change on the third day of UVA irradiation.
  • the maximum quantum yield decreased by 0.04 on the third day of UVA irradiation than before UVA irradiation.
  • the maximum quantum yield was 0.68 on day 1 of UVA irradiation and 0.67 on day 3 of UVA irradiation.
  • the maximum quantum yield decreased by 0.09 on the first day of UVA irradiation and decreased by 0.01 on the third day of UVA irradiation.
  • the maximum quantum yield decreased by 0.1 on the third day of UVA irradiation than before UVA irradiation.
  • the maximum quantum yield was 0.62 on the first day of UVA irradiation, and 0.65 on the third day of UVA irradiation.
  • the maximum quantum yield decreased by 0.15 on the first day of UVA irradiation and increased by 0.03 on the third day of UVA irradiation.
  • the maximum quantum yield decreased by 0.12 on the third day of UVA irradiation than before UVA irradiation.
  • Tables 3 to 5 show the measured values of the maximum quantum yield, the total phenol content and the antioxidant degree on the first day of UVA light treatment and on the third day of UVA light treatment before UVA light treatment of kale.
  • 12 to 17 is a graph showing the content of the functional material according to the maximum quantum yield of kale.
  • 12 and 13 are graphs showing average trends of total phenolic content and antioxidant degree according to maximum quantum yield over the entire period of UVA light-retaining treatment of kale.
  • the total period is the sum of the first day and the third day of UVA light-retaining treatment.
  • the maximum quantum yield when the total phenol content of kale is above average for the whole period of UVA light treatment is about 0.58 to 0.74.
  • the maximum quantum yield is about 0.6 to 0.72 when the kale's antioxidant degree is above average for the entire period of UVA light treatment.
  • the maximum quantum yield when the total phenol content and antioxidant degree of the kale is above the average is about 0.6 to 0.72.
  • 14 and 15 are graphs showing the average trend of the total phenol content and the antioxidant degree according to the maximum quantum yield on day 1 of UVA light irradiation treatment in kale.
  • the maximum quantum yield is about 0.68 to 0.76 when the total phenol content of kale is above average on day 1 of UVA luminous treatment.
  • the maximum quantum yield when the antioxidant degree of kale is above average is about 0.67 to 0.76 on the first day of UVA light treatment.
  • the maximum quantum yield when the total phenol content and antioxidant degree of kale is above average is about 0.68 to 0.76.
  • 16 and 17 are graphs showing the average trend of the total phenolic content and the antioxidant degree according to the maximum quantum yield on day 3 of the kale UVA light treatment.
  • the maximum quantum yield is about 0.61 to 0.69 when the total phenol content of kale is above average on the third day of UVA light treatment.
  • the maximum quantum yield when the kale's antioxidant degree is above the average is about 0.62 to 0.69.
  • the maximum quantum yield when the total phenol content and the antioxidant degree of kale are both above average is about 0.62 to 0.69.
  • the light source used in the complementary light treatment is a UVA LED that emits light in the wavelength range of 365nm, 375nm, 385nm and 395nm and UVA lamp that emits light in a wide range of wavelengths including UVA wavelength range.
  • 365 nm LEDs and 375 nm LEDs have lower maximum quantum yields than 395 nm LEDs, 385 nm LEDs, and UVA lamps.
  • 365 nm LEDs also have lower fluorescence values than 375 nm LEDs, and 395 nm LEDs, 385 nm LEDs, and UVA lamps have similar fluorescence values.
  • the ice plant (control) not irradiated with UVA has a higher fluorescence value than the ice plant irradiated with UVA.
  • 19 to 22 are graphs of the growth of ice plants.
  • 19 shows the live weight of the ice plant.
  • 20 shows the building weight of the ice plant.
  • 21 shows the leaf area of the ice plant.
  • 22 also shows the SPAD (chlorophyll content) of the ice plant.
  • UVA light treatment On day 1 of UVA light treatment, the growth of the ice plant is reduced compared to the control. This is because the ice plant is stressed by UVA and growth is reduced. However, looking at the UVA treatment on the 5th and 7th day, it can be seen that most of the ice plants treated with UVA luminous treatment showed a significant increase in growth or a level similar to that of the control group. In other words, UVA light treatment in the ice plant initially reduced growth due to stress, but it can be seen that the ice plant recovers over time and grows to or above the control level.
  • the SPAD level of the ice plant increased on the 5th day of UVA light treatment compared to the control. That is, it can be seen that the ice plant grows by UVA.
  • the SPAD value of the ice plant is higher in the 395nm LED and the 385nm LED compared to the UVA lamp, the 365nm LED, and the 375nm LED.
  • UVA light treatment for 3 days in the ice plant shows photosynthesis rate in day and night conditions.
  • the day condition is the mixed light and UVA light treatment in the ice plant
  • the night condition is the UVA light only treatment without mixed light.
  • UVA-treated ice plants In daytime conditions, photosynthesis rate of UVA-treated ice plants is higher or similar to that of the control. In addition, the photosynthesis rate of the ice plant treated with UVA light at night condition is higher than the control group. It can be seen that even if UVA is irradiated to plants without visible light, it helps the photosynthesis of plants. That is, it can be seen that UVA helps plant growth. In addition, it can be seen that the light source is a UVA LED is more conducive to plant growth than the UVA lamp.
  • 24 is a graph showing the PAL activity of the ice plant.
  • PAL is an enzyme that determines whether photosynthetic anabolic products will be primary metabolites associated with plant growth or secondary metabolites associated with protective substances such as functional substances. In other words, an increase in PAL activity may mean an increase in secondary metabolites.
  • PAL activity is higher in all the ice plants treated with UVA light treatment than the control group.
  • UVA irradiation of plants can be seen to increase the secondary metabolites, it can be estimated that the functional material will increase accordingly.
  • 25 and 26 are graphs showing the content of functional materials of the ice plant.
  • FIG. 25 shows the total phenolic content of the ice plant
  • FIG. 26 shows the antioxidant degree of the ice plant.
  • UVA light treatment for a period of time can be seen that the phenol content and antioxidant level of the ice plant is higher than the control.
  • the total phenolic content and antioxidant degree were significantly higher than the control group from the 5th day of UVA light treatment.
  • the experimental results using the ice plant shows that the growth pattern of the ice plant and the pattern of functional substance content are similar.
  • UVA LEDs when comparing the light source with the UV LED and the UV lamp, the use of UVA LEDs to irradiate plants with UV light results in better growth and functional substance content over some periods than when using UV lamps. You can see that it appears.
  • UVA lamps UVA is emitted over the entire UVA wavelength band. Certain functions, such as increasing photosynthetic rate of plants and increasing content of functional substances, require ultraviolet in the specific wavelength range of UVA. Therefore, by using the LED which emits ultraviolet rays in a specific wavelength band rather than UVA lamp, it is possible to enhance the specific function of the plant by complementary treatment to the plant.
  • the low light amount is 125 ⁇ mol / m 2 / s and the high light amount is 250 ⁇ mol / m 2 / s.
  • Kale grown under two light conditions had thicker leaves in high light conditions than in low light conditions.
  • the UVA was light-retained for one week a week using a UVA LED in the kale having different leaf thicknesses.
  • 27 to 30 are graphs showing the growth of kale.
  • FIG. 27 shows the ground live weight of two kinds of kale treated with UVA light in various wavelength bands
  • FIG. 28 shows the underground live weight of two kinds of kale treated with UVA light in various wavelength bands
  • FIG. 29 shows the ground building of two kinds of kale treated with UVA light in various wavelength bands
  • FIG. 30 shows the underground building of two kinds of kale treated with UVA light in various wavelength bands.
  • 27 to 30 compare the growth between the two types of kale when irradiated with UVA at various wavelengths for 7 days and the control group not irradiated with UVA.
  • Fig. 31 is a graph showing the leaf area of kale; 32 is a graph showing the leaf thickness index of kale.
  • the leaf thickness index is the leaf area divided by the leaf area. Therefore, the larger the leaf thickness index, the thicker the leaf thickness.
  • Leaf area and leaf thickness indices of the two types of kale are generally larger than those of the control group after 7 days of UVA luminous treatment.
  • irradiating UVA to plants through FIGS. 27 to 32 may help plant growth, and in particular, in the case of long wavelength UVA, it may be helpful to improve plant growth.
  • 33 and 34 are graphs showing the total chlorophyll content of kale.
  • 33 shows the total chlorophyll content of kale grown at low light. 34 also shows the total chlorophyll content of kale grown at high light.
  • the total chlorophyll content of the kale at 2 to 6 days after the UVA luminous treatment was generally larger than that of the control group. 33 does not show the error range of the total chlorophyll content of the control and UVA light-treated kale for each wavelength band for better understanding of the graph. Considering the non-illustrated error range, kale grown in low light has a significant difference in total chlorophyll content compared to the control when treated with UVA for 3 days at 395 nm wavelength.
  • the total chlorophyll content of the kale at 4 to 7 days after the UVA luminous treatment is generally larger than that of the control group.
  • the kale grown in high light has a significant difference in the total chlorophyll content significantly compared to the control when treated with UVA for 4 days in the 365nm wavelength range.
  • UVA luminous treatment on plants can increase the likelihood of photosynthesis in plants.
  • UVA luminous treatment can produce more photosynthetic products that help plants grow.
  • 35-38 are graphs of the functional material content of kale.
  • FIG. 35 shows the total phenolic content of kale grown in low light and FIG. 36 shows the antioxidant degree of kale grown in low light. 37 shows the total phenolic content of kale grown in high light, and FIG. 38 shows the antioxidant degree of kale grown in high light.
  • the kale grown in low light has a high total phenol content and antioxidant degree when treated with UVA light-retaining treatment.
  • kale grown in low light showed significantly higher content of functional substances (total phenol content and antioxidant level) than those of other conditions on days 5 and 6 of UVA irradiation at 375 nm, 385 nm and 395 nm long wavelengths. .
  • the kale grown in high light has a higher total phenol content and antioxidant degree than the control group after 5 days when treated with UVA light.
  • the kale grown in high light was functionally higher than the kale under other conditions on the 6th and 7th days of UVA irradiation of short wavelengths of 365 nm.
  • the thin leaf plants are suitable for the long wavelength band UVA with small energy
  • the thick leaf plants are suitable for the short wavelength band UVA with relatively large energy.
  • the thin-leafed plants have a very strong stress of UVA in the short wavelength range and do not lead to an increase in the content of the larger functional substance.
  • thick leaf plants require stronger energy than can increase the functional material content of thin leaf plants in order to increase the functional material content.
  • 39 and 40 are graphs showing PAL activity of kale.
  • FIG. 39 shows PAL activity of kale grown at low light
  • FIG. 40 shows PAL activity of kale grown at high light.
  • the PAL activity of the kale grown in low light has a higher value than that of the control group treated with UVA light-retaining treatment 4 days after UVA irradiation.
  • kale grown in low light showed high PAL activity on days 5 and 6 when UVA light treatment was performed at a wavelength of 395 nm.
  • secondary metabolites are increased, which can be seen to be effective in enhancing the functional substance content of the plant.
  • the PAL activity of the kale grown in high light has a higher value than the control on day 6 and 7 after irradiating the kale with 365nm UVA.
  • the control on day 6 and 7 after irradiating the kale with 365nm UVA.
  • secondary products are increased, which can be seen to be effective in enhancing the functional substance content of the plant.
  • UVA enhances plant growth and functional substance content.
  • UVAs in specific wavelength bands help to improve certain functions, such as enhancing the content of functional substances in plants. Therefore, by light-shielding the plants using LEDs emitting ultraviolet rays in a specific wavelength range, it is possible to improve the specific functions of the plants.
  • 41 is an exemplary view showing a plant cultivation system according to an embodiment of the present invention.
  • the plant cultivation system 100 includes a plant cultivation room 110, a light source unit 120, a light condenser 130, a quantum yield measuring unit 140, a temperature control unit 150, and a humidity control unit 160. And a culture solution providing unit 170.
  • the plant cultivation room 110 provides a space where plants are grown.
  • the light source unit 120 irradiates light on the plants for plant growth.
  • the light of the light source unit 120 includes at least one of visible light and white light.
  • the light of the light source unit 120 may be mixed light in which white light and red light are mixed at an arbitrary ratio.
  • the light source unit 120 irradiates plants with light at 12 hour intervals. That is, the light source unit 120 may repeat the operation of stopping the irradiation of light to the plant for 12 hours after irradiating light to the plant for 12 hours.
  • the light irradiation time of the light source unit 120 is not limited to a 12 hour period, it may be changed according to the type of plant.
  • the light source unit 120 may have a light irradiation time of 12 hours or more.
  • the light source unit 120 may continuously radiate light to the plant.
  • the light emitter 130 irradiates the plants with UVA.
  • the UVA of the light-receiving unit 130 stresses the plant to allow the plant to increase the functional material.
  • the UVA of the light emitter 130 may help plant growth.
  • the light emitter 130 may be a light source device including an LED emitting UVA.
  • Quantum yield measuring unit 140 measures the quantum yield of the plant. By measuring the quantum yield of the plant through the quantum yield measuring unit 140, it is possible to determine whether the functional material content or the functional material content of the plant increases.
  • the temperature control unit 150 controls the temperature of the plant cultivation room 110.
  • the temperature controller 150 may allow the plant cultivation room 110 to be maintained at a temperature suitable for plant growth.
  • the humidity control unit 160 controls the humidity of the plant cultivation room 110.
  • the humidity control unit 160 may maintain the plant cultivation room 110 at a temperature appropriate to the humidity of the plant.
  • the culture solution providing unit 170 provides a culture solution to the plant.
  • the culture solution providing unit 170 may store the culture solution and provide the culture solution to the plant as needed.
  • Each component of the plant cultivation system 100 may automatically operate according to a pre-stored setting. Alternatively, each component of the plant cultivation system 100 may be manually operated according to a user's needs.
  • the plant cultivation system 100 performs an additional stress treatment on the plant by using at least one of the light source unit 120, the light control unit 130, the temperature control unit 150, the humidity control unit 160, and the culture medium providing unit 170. can do.
  • the plant cultivation system 100 may further include a separate component for controlling salinity, ozone, and the like for further stress treatment on the plant.
  • the plant cultivation system 100 may further include a component for controlling the concentration of carbon dioxide in the plant cultivation room 110, a component for controlling the intensity of the wind.
  • the plant cultivation system 100 further includes a sensor for measuring the environment of the plant cultivation room 110, a database and a control unit for controlling the operation of each component of the plant cultivation system 100 according to the measured value of the sensor. It may include.
  • the plant cultivation system 100 performs the light-retaining treatment with UVA on the plant by using the light-receiving unit 130 to increase the functional material content of the plant.
  • the plant cultivation system 100 may allow a user to predict the degree of functional material content of the plant by using the quantum yield measuring unit 140, and thus may determine the harvest time of the plant.
  • the quantum yield measuring unit 140 may measure the quantum yield of a plant manually or automatically when desired by the user.
  • FIG. 42 is a flowchart illustrating a plant cultivation method according to an embodiment of the present invention.
  • step S1 plants are grown. At this time, when the plant is grown, it is irradiated with UVA irradiation.
  • UVA luminous treatments see the previously described method of growing ice plants and kales.
  • the growth method of the plant may be changed for each kind of plant. At this time, by giving a UVA light treatment treatment to the plant, it is possible to increase the functional material content as well as the growth of the plant.
  • LED is used as a light source used for UVA conservative processing. In the case of LEDs it is possible to emit UVA in a particular wavelength range. Therefore, by using the LED as a light source, it is easy to carry out light-retaining treatment on plants with UVA in a specific wavelength band according to the kind and condition of the plant.
  • the maximum quantum yield of the plant is measured.
  • the maximum quantum yield of the plant can be measured using a chlorophyll fluorimeter. Chlorophyll fluorimeter takes a fluorescence image of the kale and analyzes the obtained fluorescence image to determine the maximum quantum yield.
  • the plant cultivation stage is determined according to the measured maximum quantum yield.
  • the measured maximum quantum yield is compared with a preset range. Any range set in advance here is the maximum quantum yield range when the functional material content of the plant is above average. Any range can be determined through the experiments described previously. In the present invention, the experiment was carried out using a kale and an ice plant, but if the type of the plant is changed, any range may also be changed through the experiment using the changed plant.
  • the content of the functional substance contained in the plant may be judged to be above average.
  • previous experiments show that UVA luminous treatment also improves plant growth.
  • the plants whose measured quantum yields are within an arbitrary range are harvested because they are determined to have sufficient growth and functional substance content of the plants.
  • any range can be 0.6 to 0.72.
  • any range may be 0.68 to 0.69.
  • step S3 If the quantum yield measured in step S3 is not included in any range, the plant may be subjected to additional stress (step S5).
  • Plant further stress treatment can be used to increase the functional content of the plant.
  • the additional stress treatment may be to change the wavelength band of the UVA, change the intensity or change the duration.
  • the additional stress treatment may be stress treatment using at least one of ultraviolet light, temperature (air, root), moisture (deficiency, hypoxia), light (light quality, light intensity), salt, and ozone in the plant.
  • the additional stress treatment may be a mixture of at least two of these stress treatment methods.
  • step S3 if the quantum yield measured in step S3 is not included in any range, it is possible to omit the additional stress treatment step. That is, it is also possible to continue the step of growing the plant with UVA luminous treatment until the maximum quantum yield of the plant is within an arbitrary range.
  • the present invention by taking a fluorescent image of the plant and analyzing it, it is possible to determine the degree of containing a functional substance of the plant. Therefore, according to the present invention, it is possible to harvest the plant at the time point in consideration of the growth of the plant and the content of the functional substance.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

본 발명은 UV를 이용한 식물 재배 방법 및 이를 위한 식물 재배 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배 방법은 식물에 UVA를 보광 처리하는 단계, 식물의 최대 양자 수율을 측정하는 단계 및 측정된 최대 양자 수율에 따라 식물의 재배 단계를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

UV를 이용한 식물 재배 방법 및 이를 위한 식물 재배 시스템
본 발명의 UV를 이용한 식물 재배 방법 및 이를 위한 식물 재배 시스템에 관한 것이다.
식물은 빛 에너지를 이용하여 이산화탄소와 물로부터 유기물을 합성하는 광합성 작용을 한다. 식물은 광합성 작용으로 얻어진 유기물의 화학 에너지를 생장 등을 위한 영양분으로 사용하고 있다.
식물은 목적하는 대상에 효력을 갖는 기능성 물질을 포함하고 있다. 식물은 성장 및 환경에 따라 함유하는 기능성 물질의 수치가 달라진다. 예를 들어, 식물은 산화 스트레스로 인한 손상을 방어하기 위해서 항산화 물질을 생성하여 스스로를 보호한다. 사람이 이와 같은 기능성 물질을 많이 함유한 식물을 섭취하면, 기능성 물질은 인체에 유사한 작용을 한다. 따라서, 기능성 물질을 효율적으로 획득하기 위해서는 식물을 가능한 기능성 물질이 많은 상태일 때 수확해야 한다.
따라서, 식물의 생장 상태 및 기능성 물질 함량을 확인할 필요가 있다. 또한, 식물의 생장 및 기능성 물질의 함량을 증대시키는 방법 역시 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 식물을 비파괴 방식으로 수확 시기를 결정하여 식물을 수확하는 방법 및 이를 위한 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 충분한 유용물질이 생성된 상태의 식물을 수확하는 방법 및 이를 위한 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, UVA를 보광 처리하여 식물을 생장시키는 단계, 식물의 최대 양자 수율을 측정하는 단계 및 측정된 최대 양자 수율에 따라 식물의 재배 단계를 결정하는 단계를 포함하는 UVA를 이용한 식물 재배 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 식물이 재배되는 공간을 제공하는 식물 재배실, 식물에 가시광 및 백색광 중 적어도 하나를 포함하는 광을 조사하는 광원부, 식물에 UVA를 조사하는 보광부 및 식물의 최대 양자 수율을 측정하는 양자 수율 측정부를 포함하는 식물 재배 시스템이 제공된다.
본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배 방법 및 이를 위한 시스템은 식물에 UVA 보광 처리를 하여 식물의 생장 및 기능성 물질 함량을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배 방법 및 이를 위한 시스템은 식물의 생장 및 기능성 물질 함량이 충분한 시점을 최대 양자 수율을 이용함으로써 추측할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배 방법 및 이를 위한 시스템은 최대 양자 수율을 이용함으로써, 비파괴 방식으로 기능성 물질 증대를 위한 UVA 보광 처리 기간과 그로 인해 기능성 물질이 다량 함유된 상태인 식물의 수확 시기를 결정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 UV 조사와 최대 양자 수율의 관계를 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 UV 조사 강도, 조사 기간에 따른 최대 양자 수율의 변화를 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 최대 양자 수율에 따른 기능성 물질 함량의 변화를 확인한 결과를 나타낸다 도면이다.
도 9는 케일에 UVA를 3일동안 보광 처리하는 동안 측정한 최대 양자 수율(Maximum Quantum Yield; Fv/Fm)을 나타낸 그래프이다.
도 10은 UVA 보광 처리하는 동안 케일의 생체중을 나타낸 그래프이다.
도 11은 UVA 보광 처리하는 동안 케일의 최대 양자 수율을 나타낸 그래프이다.
도 12 내지 도 17은 케일의 최대 양자 수율에 따른 기능성 물질의 함량을 나타낸 그래프이다.
도 18은 아이스 플랜트의 UVA 보광 처리 시간에 따른 최대 양자 수율을 나타낸 그래프이다.
도 19 내지 도 22는 아이스 플랜트의 생장에 관한 그래프이다.
도 23은 아이스 플랜트의 광합성율을 나타낸 그래프이다.
도 24는 아이스 플랜트의 PAL 활성을 나타낸 그래프이다.
도 25 및 도 26은 아이스 플랜트의 기능성 물질의 함량을 나타낸 그래프이다.
도 27 내지 도 30은 케일의 생장을 나타낸 그래프이다.
도 31은 케일의 엽면적을 나타낸 그래프이다.
도 32는 케일의 엽두께 지수를 나타낸 그래프이다.
도 33 및 도 34는 케일의 총 엽록소 함량을 나타낸 그래프이다.
도 35 내지 도 38은 케일의 기능성 물질 함량에 관한 그래프이다.
도 39 및 도 40은 케일의 PAL 활성을 나타낸 그래프이다.
도 41은 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 42는 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시 예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예시로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명에서 식물은 엽채류 또는 약용 식물인 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 식물은 케일, 배추, 상추, 아욱, 쑥갓, 양배추, 샐러리, 시금치, 근대, 청경채, 치커리, 아스파라거스, 아이스 플랜트, 쌈 채소류 또는 허브류를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명자들은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 식물의 이미지 형광 값(최대 양자 수율)을 이용하여 기능성 물질 함량 증진을 위한 식물의 스트레스 결정 방법을 제공하고자 한다.
일 구현 예에 따르면,
본 발명은 식물의 기능성 물질 함량 증진을 위한 식물의 스트레스 결정 방법을 제공하고자 하는 것으로, 상기 방법은:
(i) 식물 전체로부터 엽록소 형광 이미지를 획득하는 단계;
(ii) 상기 획득된 형광 이미지를 이용하여 식물의 광계 2(photosystem II; PS II)에서 방출하는 엽록소 형광 값을 획득하는 단계; 및
(iii) 상기 획득한 형광 값으로부터 기능성 물질의 함량을 예측하여 식물의 스트레스 특성을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 식물의 스트레스 결정 방법에 있어서, 상기 단계 (1)의 엽록소 형광 이미지를 획득하는 단계는 외부로부터 빛을 차단하는 챔버, 식물의 형광을 발광시키는 청색 광원, 반사광으로부터 식물의 엽록소 형광만 여과시키는 필터, 여과된 엽록소 형광을 촬영하는 카메라, 획득한 영상정보를 처리하는 영상처리기기를 포함하는 엽록소 형광 이미지의 촬영 장치를 이용하는 것을 특징으로 한다. 상기 식물의 형광을 발광시키는 청색 광원은 LED 광원일 수 있다. LED 광원은 청색 광원으로 한정되는 것은 아니며, 백색 광원일 수도 있다.
본 발명에 따른 식물의 스트레스 결정 방법에 있어서, 상기 단계 (3)의 식물의 스트레스 특성을 결정하는 단계는 단계 (2)에서 획득한 Fv/Fm 값과 기능성 물질의 함량의 상관분석을 포함하는 것을 특징으로 한다. 일반적으로, 형광 값이 상대적으로 낮을수록 식물이 스트레스를 받았다는 것을 간접적으로 확인할 수 있으며, 식물에 있어 적절한 양의 스트레스가 작용할 경우(적정한 엽록소 형광 값)일 경우 식물의 기능성 성분의 함량이 증진될 수 있다고 판단 할 수 있다.
본 발명에 따른 식물의 스트레스 결정 방법에 있어서, 상기 스트레스는 자외선, 온도(공기, 뿌리), 수분(결핍, 저산소증), 광(광질, 광도), 염분, 오존을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물의 스트레스 결정 방법에 있어서, 상기 스트레스 특성은 스트레스 강도, 지속 시간, 횟수 또는 지속성을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물의 스트레스 결정 방법에 있어서, 상기 방법은:
(iv) 기능성 물질의 함량을 증대시키기 위하여 엽록소 형광 값이 0.6이상 ~ 0.75미만이 되도록 식물의 스트레스 특성을 조절하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 식물의 스트레스 결정 방법에 있어서, 상기 식물은 엽채류 또는 약용 식물인 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 상기 엽채류는 케일, 배추, 상추, 아욱, 쑥갓, 양배추, 샐러리, 시금치, 근대 청경채, 치커리, 아스파라거스, 쌈 채소류 또는 허브류를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 식물의 스트레스 결정 방법에 있어서, 상기 기능성 물질은 카로티노이드, 플라보노이드 또는 페놀을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 식물의 기능성 물질 함량 증진을 위한 식물의 스트레스 결정 방법에 따르면, 식물의 이미지 형광 값을 통해 기능성 물질의 함량을 예측함으로써 식물의 스트레스 특성, 예를 들면 강도, 지속 시간, 횟수 또는 지속성을 결정할 수 있으므로, 식물의 기능성 물질 함량을 증진시키는데 있어서 다양한 식물에 처리되는 스트레스를 결정하는데 중요하게 사용될 수 있을 것이다.
케일
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 UV 조사와 최대 양자 수율의 관계를 확인한 결과를 나타낸다.
UVA LED (365 nm peak)를 이용하여 케일에 50W/m2로 3시간 동안 UVA를 조사하고, 최대 양자 수율을 측정하였다.
식물의 엽록소에서 방출되는 형광은 광합성 초기 광화학 반응에 사용되지 못한 빛 에너지의 일부가 다시 빛으로 방출되는 것이다.
최대 양자 수율은 광화학 반응에 대한 양자 수율의 최대 값을 나타낸다. 즉, 식물의 최대 양자 수율은 식물이 빛 에너지를 이용하여 광합성을 수행할 수 있는 최대 값이다.
Fm은 암전에 적응된 식물이 포화광을 통해 유도된 최대 형광 값이다. 즉, 식물이 광합성에 이용된 빛 에너지가 0일 때 방출된 형광 값이다.
Fv는 식물의 감소된 형광 값이다. Fv는 최대 형광 값에서 암전 상태에서 빛을 비추었을 때 순간적으로 증가하였다가 일정한 값으로 유지되는 기저 형광 값을 뺀 값이다.
일반적으로 건강한 식물은 최대 양자 수율이 0.75~0.83 사이의 값을 갖는다. 식물이 광계2의 반응 중심이 손상되었거나 스트레스 환경으로 인해 건강하지 않을 때는 최대 양자 수율은 이보다 낮은 값이 측정된다. 즉, 최대 양자 수율의 값으로 식물의 스트레스 정도를 간접적으로 확인할 수 있다.
본 실시 예에서, 케일의 최대 양자 수율은 엽록소 형광 측정기를 이용하여 측정하였다.
엽록소 형광 측정기는 케일의 형광 이미지를 촬영하고, 획득한 형광 이미지를 분석하여 최대 양자 수율을 측정한다.
그 결과, 대조군(Control)의 경우 0.75 내지 0.83의 최대 양자 수율을 나타낸 반면, UVA가 조사된 케일의 경우 0.4 내지 0.7의 최대 양자 수율을 나타냈다.
이로써, 식물에 UVA를 조사하여 최대 양자 수율을 측정함으로써, 식물이 받는 스트레스의 정도를 예측할 수 있음이 확인할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 UV 조사 강도, 조사 기간에 따른 최대 양자 수율의 변화를 확인한 결과를 나타낸다.
UVA LED (365 nm peak)를 이용하여 케일에 10W/m2, 30W/m2 및 50W/m2로 3일간 동안 UV를 조사하였다. 이때 케일 잎 하나를 지표면과 평행하게 고정하여 잎 하나가 균일하게 UV를 조사 받도록 처리하고, 1일째 및 3일째에 최대 양자 수율의 변화를 측정하였다.
그 결과, UV 조사 강도가 증가할수록(10W/m2 < 30W/m2 < 50 W/m2) 최대 양자 수율이 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 최대 양자 수율에 따른 기능성 물질 함량의 변화를 확인한 결과를 나타낸다.
이미지 형광 값에 따른 기능성 물질의 함량의 변화를 확인하기 위하여, UVA LED (365 nm peak)를 이용하여 케일에 10W/m2, 30W/m2, 그리고 50W/m2로 3일간 동안 UV를 조사한 후, 1일째 및 3일째에 케일 잎의 최대 양자 수율을 측정하였다. 측정된 최대 양자 수율을 ~0.55미만, 0.55이상 ~ 0.6미만, 0.6이상 ~ 0.65미만, 0.65이상 ~ 0.7 미만, 0.7 이상 ~ 0.75 미만, 0.75이상 ~ 0.8미만, 및 0.8이상 ~으로 분류하고, 상기 범위 내에서 케일 내의 총 페놀 함량 및 항산화도를 측정하였다. 전체(all), 1일째 및 3일째에 측정된 총 페놀 함량 및 항산화도를 각각 도 3 내지 도 8에 나타내었다. 여기서, 전체(all)는 1일째와 3일째의 결과를 합한 것이다.
그 결과, 전체(all)에서 측정된 총 페놀 함량 및 항산화도는 모두 0.6이상 ~ 0.65미만의 최대 양자 수율에서 유의적으로 증대되는 것으로 확인되었다(도 3 및 도 4). 한편, 1일째 측정된 총 페놀 함량 및 항산화도는 모두 0.7이상 ~ 0.75미만에서 유의적으로 증가하는 것으로 나타났으며(도 5 및 도 6), 3일째에 측정된 총 페놀 함량 및 항산화도는 0.6이상 ~ 0.65미만에서 증가하는 것으로 나타났다(도 7 및 도 8). 1일째에는 식물이 UV광원에 대해 더 강하게 스트레스로 작용하였기 때문에 0.7이상 ~ 0.75미만에서 기능성물질 함량이 증진되었다면, 3일째에는 식물이 UV조사에 3일간 노출되어 있었기 때문에 그 동안 UV 조사 환경에 적응되어 기능성물질을 증진시키는데 있어 더 강한 스트레스 강도가 필요한 것으로 판단된다.
케일의 재배 1
케일은 온도 20℃, 습도 60% 조건의 밀폐형 식물 생산 시스템에서 정식 후, 3주동안 재배되었다. 또한, 케일은 재배 시, 12시간마다 130±5μmol/m2/s의 광 강도의 백색광과 적색광의 혼합광을 케일에 조사하였다. 이때, 혼합광은 백색광:적색광=9:1이다. 또한, 재배 시 사용된 배양액은 Hoagland & Arnon의 배양액으로 pH 6.0, EC 1.0 mS/cm이다.
식물 생산 시스템에서 케일을 재배한 후, 케일에 자외선을 3일동안 보광 처리를 하였다. 여기서 자외선은 UVA 파장대의 자외선이다.
도 9는 케일에 UVA를 3일동안 보광 처리하는 동안 측정한 최대 양자 수율(Maximum Quantum Yield; Fv/Fm)을 나타낸 그래프이다.
도 9를 참고하면, 자외선을 조사하지 않은 케일인 대조군, 10W/m2 출력으로 자외선이 조사된 케일인 제1 실험군, 30W/m2 출력으로 자외선이 조사된 케일인 제2 실험군 및 50W/m2 출력으로 자외선이 조사된 케일인 제3 실험군에 대한 최대 양자 수율을 확인 할 수 있다. 대조군 및 제1 실험군 내지 제3 실험군의 최대 양자 수율은 케일에 UVA 보광 처리를 6시간한 후에 3시간마다 측정하였다.
또한, 아래 <표 1>은 도 9의 그래프의 최대 양자 수율 측정 값을 나타낸 표이다.
도 6의 최대 양자 수율 측정 값
측정 시간(h) 대조군 제1 실험군 제2 실험군 제3 실험군
6 0.8 0.78 0.68 0.59
9 0.77 0.76 0.68 0.52
12 0.78 0.72 0.66 0.49
15 0.78 0.77 0.64 0.46
18 0.77 0.76 0.65 0.44
21 0.79 0.77 0.65 0.51
24 0.78 0.75 0.68 0.56
27 0.8 0.74 0.68 0.56
30 0.8 0.77 0.67 0.58
33 0.78 0.75 0.68 0.51
36 0.74 0.73 0.64 0.48
39 0.75 0.71 0.64 0.47
42 0.75 0.73 0.63 0.45
45 0.8 0.76 0.65 0.52
48 0.79 0.76 0.67 0.53
51 0.79 0.75 0.67 0.53
54 0.79 0.76 0.67 0.53
57 0.79 0.76 0.66 0.53
60 0.77 0.74 0.65 0.52
63 0.77 0.73 0.63 0.52
66 0.76 0.72 0.63 0.5
69 0.79 0.75 0.65 0.54
72 0.79 0.74 0.66 0.53
도 9 및 표 1을 참고하면, 대조군은 최대 양자 수율(Fv/Fm)이 0.75에서 0.8 사이의 값을 갖는다. 대조군은 최대 양자 수율이 최초 측정 값은 0.8이며, 최후 측정 값은 0.79로 감소하였다. 또한, 제1 실험군은 최대 양자 수율이 0.71에서 0.78 사이의 값을 갖는다. 제1 실험군은 최대 양자 수율이 최초 측정 값은 0.78이며, 최후 측정 값은 0.74로 감소하였다. 또한, 제2 실험군은 최대 양자 수율이 0.63에서 0.68 사이의 값을 갖는다. 제1 실험군은 최대 양자 수율이 최초 측정 값은 0.68이며, 최후 측정 값은 0.66으로 감소하였다.
또한, 제3 실험군은 최대 양자 수율이 0.44에서 0.59 사이의 값을 갖는다. 제1 실험군은 최대 양자 수율이 최초 측정 값은 0.59이며, 최후 측정 값은 0.53으로 감소하였다.
즉, 식물에 조사되는 UVA의 강도가 증가할수록 최대 양자 수율 값이 감소하는 것을 알 수 있다.
도 10은 UVA 보광 처리하는 동안 케일의 생체중을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 11은 UVA 보광 처리하는 동안 케일의 최대 양자 수율을 나타낸 그래프이다.
도 10에는 UVA 보광 처리 1일째 및 3일째에 측정된 케일의 생체중을 나타낸다.
하기 표 2는 자외선 조사 1일째와 3일째의 케일의 식물당 생체중 및 최대 양자 수율 값을 나타낸 것이다.
케일의 식물당 생체중 및 최대 양자 수율
생체중 최대 양자 수율
자외선 조사 전(before) 6.10 0.77
자외선 조사 1일 째 대조군(control) 5.67 0.78
제1 실험군(10W) 6.35 0.73
제2 실험군(30W) 5.85 0.68
제3 실험군(50W) 5.47 0.62
자외선 조사 3일 째 대조군(control) 7.71 0.77
제1 실험군(10W) 8.06 0.73
제2 실험군(30W) 5.93 0.67
제3 실험군(50W) 5.46 0.65
도 10 및 표 2를 통해 UVA 조사 1일째와 UVA 조사 3일째의 생체중의 변화를 확인할 수 있다. 대조군 및 제1 실험군 내지 제3 실험군은 UVA 조사 전에는 생체중이 6.10이다. 대조군은 생체중이 UVA 조사 1일째에 5.67이며, UVA 조사 3일째는 7.71이다. 대조군은 생체중이 UVA 조사 1일째에 0.43만큼 감소하였지만, UVA 조사 3일째에는 2.04만큼 증가하였다. 결국, 대조군은 생체중이 UVA 조사 3일째는 UVA 조사 전보다 1.61만큼 증가하였다.
제1 실험군은 생체중이 UVA 조사 1일째에 6.35이며, UVA 조사 3일째는 8.06이다. 제1 실험군은 생체중이 UVA 조사 1일째에 0.25만큼 증가하였고, UVA 조사 3일째에는 1.71만큼 증가하였다. 결국, 제1 실험군은 생체중이 UVA 조사 3일째에는 UVA 조사 전보다 1.96만큼 증가하였다.
제2 실험군은 생체중이 UVA 조사 1일째에 5.85이며, UVA 조사 3일째는 5.93이다. 제2 실험군은 생체중이 UVA 조사 1일째에 0.25만큼 감소하였고, UVA 조사 3일째에는 0.08만큼 증가하였다. 결국, 제2 실험군은 생체중이 UVA 조사 3일째에는 UVA 조사 전보다 0.17만큼 감소하였다.
제3 실험군은 생체중이 UVA 조사 1일째에 5.74이며, UVA 조사 3일째는 8.06이다. 제3 실험군은 생체중이 UVA 조사 1일째에 0.63만큼 감소하였고, UVA 조사 3일째에는 0.01만큼 감소하였다. 결국, 제3 실험군은 생체중이 UVA 조사 3일째에는 UVA 조사 전보다 0.64만큼 감소하였다.
도 11 및 표 2를 통해 UVA 조사 1일째와 UVA 조사 3일째의 최대 양자 수율의 변화를 확인할 수 있다.
대조군 및 제1 실험군 내지 제3 실험군은 UVA 조사 전에는 최대 양자 수율이 0.77이다.
대조군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 1일째에 0.78이며, UVA 조사 3일째는 0.77이다. 대조군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 1일째에 0.1만큼 증가하였지만, UVA 조사 3일째에는 0.1만큼 감소하였다. 결국, 대조군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 3일째는 UVA 조사 전과 동일하였다.
제1 실험군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 1일째에 0.73이며, UVA 조사 3일째는 0.73이다. 제1 실험군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 1일째에 0.04만큼 증가하였고, UVA 조사 3일째에는 변화가 없었다. 결국, 제1 실험군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 3일째에는 UVA 조사 전보다 0.04만큼 감소하였다.
제2 실험군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 1일째에 0.68이며, UVA 조사 3일째는 0.67이다. 제2 실험군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 1일째에 0.09만큼 감소하였고, UVA 조사 3일째에는 0.01만큼 감소하였다. 결국, 제2 실험군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 3일째에는 UVA 조사 전보다 0.1만큼 감소하였다.
제3 실험군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 1일째에 0.62이며, UVA 조사 3일째는 0.65이다. 제3 실험군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 1일째에 0.15만큼 감소하였고, UVA 조사 3일째에는 0.03만큼 증가하였다. 결국, 제3 실험군은 최대 양자 수율이 UVA 조사 3일째에는 UVA 조사 전보다 0.12만큼 감소하였다.
도 10, 도 11 및 표 2를 살펴보면, 케일에 UVA 보광 처리를 하였을 때, 생체중은 UVA 보광 처리 전보다 증가하거나 유의미한 감소가 없었다. 또한, 케일에 UVA을 보광 처리하였을 때, 최대 양자 수율은 UVA 조사 전보다 감소하였다.
따라서, 식물에 UVA를 조사하는 경우, 식물이 스트레스를 받아도 식물의 성장은 유지되거나 더 좋아질 수 있다는 것을 알 수 있다.
표 3 내지 표 5는 케일의 UVA 보광 처리 전, UVA 보광 처리 1일째 및 UVA 보광 처리 3일째의 최대 양자 수율, 총 페놀 함량 및 항산화도를 측정한 값을 나타낸다.
각 실험은 4개의 케일을 이용하여 수행되었다. 또한, UVA 보광 처리 이후에는 1개의 케일마다 2개의 샘플을 채취하여 최대 양자 수율, 총 페놀 함량 및 항산화도를 각각 측정하였다.
UVA 보광 처리 전의 케일의 최대 양자 수율, 총 페놀 함량 및 항산화도
UVA보광 처리 전 (before) Fv/Fm 1 Fv/Fm 2 TP 1 TP 2 AOS 1 AOS 2
1 0.78 - 0.88 - 2.13 -
2 0.77 - 0.87 - 2.15 -
3 0.76 - 0.84 - 2.09 -
4 0.77 - 0.76 - 1.81 -
UVA 보광 1일째의 케일의 최대 양자 수율, 총 페놀 함량 및 항산화도
UVA 보광 처리 1일째 Fv/Fm 1 Fv/Fm 2 TP 1 TP 2 AOS 1 AOS 2
대조군(control) 1 0.80 0.80 0.82 0.77 2.07 2.18
2 0.81 0.80 0.80 0.89 2.19 2.41
3 0.80 0.80 0.76 0.80 2.05 2.06
4 0.80 0.79 0.78 0.79 2.08 2.25
제1 실험군(10W) 1 0.76 0.74 0.90 1.10 2.54 2.82
2 0.78 0.77 0.72 0.76 1.90 2.03
3 0.76 0.74 0.84 0.85 2.08 2.74
4 0.76 0.74 1.03 1.00 2.54 2.84
제2 실험군(30W) 1 0.71 0.72 1.07 0.99 2.89 2.86
2 0.75 0.68 0.90 0.92 2.34 2.67
3 0.65 0.57 0.79 0.84 2.16 2.07
4 0.49 0.66 0.81 0.79 1.98 2.04
제3 실험군(50W) 1 0.69 0.60 0.91 0.98 2.35 2.77
2 0.52 0.58 0.76 0.74 1.94 1.77
3 0.59 0.72 0.87 0.92 2.30 1.80
4 0.66 0.56 0.91 0.89 2.27 2.35
UVA 보광 3일째의 케일의 최대 양자 수율, 총 페놀 함량 및 항산화도
UVA 보광 처리 3일째 Fv/Fm 1 Fv/Fm 2 TP 1 TP 2 AOS 1 AOS 2
대조군(control) 1 0.79 0.78 0.69 0.70 1.79 2.03
2 0.80 0.79 0.94 0.92 3.45 3.06
3 0.79 0.79 0.83 0.91 2.32 2.18
4 0.80 0.80 0.91 0.80 2.17 2.25
제1 실험군(10W) 1 0.68 0.75 0.72 0.84 2.36 3.42
2 0.74 0.73 0.84 0.87 2.92 2.38
3 0.71 0.75 0.82 0.77 2.22 2.06
4 0.73 0.75 0.91 0.83 2.95 3.00
제2 실험군(30W) 1 0.63 0.69 1.05 0.99 3.10 2.71
2 0.70 0.65 0.72 0.71 1.86 1.74
3 0.72 0.66 0.79 0.91 2.15 2.87
4 0.68 0.65 0.90 0.77 2.41 2.20
제3 실험군(50W) 1 0.50 0.54 0.78 0.74 2.09 2.16
2 0.64 0.67 1.05 1.10 3.16 3.27
3 0.67 0.69 1.03 1.11 2.80 3.68
4 0.67 0.68 1.12 1.03 3.79 3.70
도 12 내지 도 17은 케일의 최대 양자 수율에 따른 기능성 물질의 함량을 나타낸 그래프이다. 도 12 및 도 13은 케일의 UVA 보광 처리하는 전체 기간 동안의 최대 양자 수율에 따른 총 페놀 함량 및 항산화도의 평균적 추세를 나타낸 그래프이다. 여기서, 전체 기간은 UVA 보광 처리 1일째와 3일째를 합한 것이다.
도 12를 참고하면, UVA 보광 처리하는 전체 기간 동안 케일의 총 페놀 함량이 평균 이상일 때의 최대 양자 수율은 약 0.58 내지 0.74이다.
또한, 도 13을 참고하면, UVA 보광 처리하는 전체 기간 동안 케일의 항산화도가 평균 이상일 때의 최대 양자 수율은 약 0.6 내지 0.72이다.
즉, 케일에 UVA 보광 처리를 하면 케일의 총 페놀 함량과 항산화도가 모두 평균 이상일 때의 최대 양자 수율은 약 0.6 내지 0.72가 된다.
도 14 및 도 15는 케일에 UVA 보광 처리한지 1일째의 최대 양자 수율에 따른 총 페놀 함량 및 항산화도의 평균적 추세를 나타낸 그래프이다.
도 14를 참고하면, UVA 보광 처리한지 1일째에는 케일의 총 페놀 함량이 평균 이상일 때의 최대 양자 수율은 약 0.68 내지 0.76이다.
또한, 도 15를 참고하면, UVA 보광 처리한지 1일째에는 케일의 항산화도가 평균 이상일 때의 최대 양자 수율은 약 0.67 내지 0.76이다.
즉, UVA 보광 처리한지 1일째에는 케일의 총 페놀 함량과 항산화도가 모두 평균 이상일 때의 최대 양자 수율은 약 0.68 내지 0.76이 된다.
도 16 및 도 17은 케일에 UVA 보광 처리한지 3일째의 최대 양자 수율에 따른 총 페놀 함량 및 항산화도의 평균적 추세를 나타낸 그래프이다.
도 16을 참고하면, UVA 보광 처리한지 3일째에는 케일의 총 페놀 함량이 평균 이상일 때의 최대 양자 수율은 약 0.61 내지 0.69이다.
또한, 도 17을 참고하면, UVA 보광 처리한지 3일째에는 케일의 항산화도가 평균 이상일 때의 최대 양자 수율은 약 0.62 내지 0.69이다.
즉, UVA 보광 처리한지 3일째에는 케일의 총 페놀 함량과 항산화도가 모두 평균 이상일 때의 최대 양자 수율은 약 0.62 내지 0.69이 된다.
도 12 내지 도 17을 통해서 케일에 UVA 보광 처리를 하면, 기능성 물질의 함량이 평균 이상일 때의 최대 양자 수율이 약 0.68 내지 0.69일 때임을 알 수 있다.
이와 같이, 식물의 최대 양자 수율의 측정 만으로도 케일의 기능성 물질이 평균 이상일 때의 시점을 알 수 있다.
아이스 플랜트의 재배
아이스 플랜트는 밀폐형 식물 생산 시스템(온도 23℃, CO2 1000 μmol/mol, 광 주기 12시간, PPFD 200μmol/m2/s, 적색광:백색광:청색광=8:1:1의 혼합광)조건에서 파종한 후 3주간 재배한 뒤 모종을 정식하였다. 또한, 정식 후 추가로 3주동안 재배되었다. 이후, 아이스 플랜트에 1주일간 다양한 파장대의 UVA를 30W/m2으로 보광 처리 하였다. 이때, 보광 처리에 사용된 광원은 365nm, 375nm, 385nm 및 395nm의 파장대의 광을 방출하는 UVA LED 및 UVA 파장대를 포함하는 광범위한 파장대의 광을 방출하는 UVA 램프이다.
도 18은 아이스 플랜트의 UVA 보광 처리 시간에 따른 최대 양자 수율을 나타낸 그래프이다.
UVA 조사 7일째를 보면, 365nm LED 및 375nm LED가 395nm LED, 385nm LED 및 UVA 램프보다 최대 양자 수율이 낮다. 여기서, 또한, 365nm LED가 375nm LED보다 더 낮은 형광 값을 가지며, 395nm LED, 385nm LED 및 UVA 램프는 형광 값이 서로 비슷하다.
그리고 UVA를 조사를 하지 않은 아이스 플랜트(control)는 UVA 조사를 한 아이스 플랜트보다 형광 값이 높다는 것을 알 수 있다.
여기서, 식물에 UVA를 일정기간 동안 조사를 하면 UVA의 종류에 상관 없이 식물이 스트레스를 받으며, UVA의 파장대가 낮을수록 더 큰 스트레스를 받는 다는 것을 알 수 있다.
도 19 내지 도 22는 아이스 플랜트의 생장에 관한 그래프이다.
도 19는 아이스 플랜트의 생체중을 나타낸다. 도 20은 아이스 플랜트의 건물중을 나타낸다. 도 21은 아이스 플랜트의 엽면적을 나타낸다. 또한, 도 22는 아이스 플랜트의 SPAD(엽록소 함량)를 나타낸다.
생체중, 건물중 및 엽면적을 살펴보면, 일정기간 동안 UVA 보광 처리를 하면, 아이스 플랜트의 생육이 증대되는 것을 알 수 있다.
UVA 보광 처리 1일째에는 대조군에 비해 아이스 플랜트의 생육이 감소된다. 이는 아이스 플랜트가 UVA에 의해서 스트레스를 받아 생육이 감소된 것이다. 그러나 UVA 처리 5일째와 7일째를 살펴보면, UVA 보광 처리를 한 아이스 플랜트의 대부분이 대조군에 비해 생육이 유의적으로 증가하거나, 대조군과 유사한 수준인 것을 알 수 있다. 즉, 아이스 플랜트에 UVA 보광 처리를 하면 처음에는 스트레스로 생육이 감소하지만, 아이스 플랜트는 시간이 지남에 따라 회복하여 대조군 수준 또는 그 이상으로 성장한다는 것을 알 수 있다.
SPAD를 살펴보면, UVA 보광 처리 5일째에 아이스 플랜트의 SPAD 수치가 대조군에 비해 증가한 것을 확인 할 수 있다. 즉, 아이스 플랜트는 UVA에 의해서 생육이 증대한다는 것을 알 수 있다. 특히, UVA 램프, 365nm LED 및 375nm LED에 비해 395nm LED 및 385nm LED에서 아이스 플랜트의 SPAD 수치가 큰 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 식물에 UVA를 일정기간 동안 조사하면, 식물의 생육이 증가하거나 최소한 식물에 UVA를 조사하지 않았을 때와 유사한 수준인 것을 알 수 있다.
도 23은 아이스 플랜트의 광합성율을 나타낸 그래프이다.
아이스 플랜트에 3일동안 UVA 보광 처리를 한 경우, 낮과 밤 조건에서의 광합성율을 나타낸다.
낮 조건은 아이스 플랜트에 혼합광과 UVA 보광 처리를 한 것이며, 밤 조건은 혼합광 없이 UVA 보광 처리만 한 것이다.
낮 조건에서는 UVA 보광 처리를 한 아이스 플랜트의 광합성율은 대조군보다 높거나 유사한 수준이다. 또한, 밤 조건에서 UVA 보광 처리를 한 아이스 플랜트의 광합성율은 대조군보다 모두 높게 나타난다. 이는 가시광선이 없이 UVA가 식물에 조사되어도 식물의 광합성에 도움이 된다는 것을 알 수 있다. 즉, UVA가 식물의 생장에 도움이 된다는 것을 알 수 있다. 또한, 광원이 UVA LED인 경우가 UVA 램프보다 식물의 생장에 더 도움이 된다는 것을 알 수 있다.
도 24는 아이스 플랜트의 PAL 활성을 나타낸 그래프이다.
PAL은 광합성 동화 산물이 식물의 생장과 연관된 1차 대사산물이 될 것인지 기능성 물질과 같은 방어 물질과 연관된 2차 대사산물이 될 것인지를 결정하는 효소이다. 즉, PAL의 활성이 증대는 2차 대사산물의 증대를 의미한다 할 수 있다.
도 24를 살펴보면, PAL활성은 대조군보다 UVA 보광 처리를 한 아이스 플랜트에서 모두 높은 수치를 갖는다. 즉, 식물에 UVA 조사를 하면 2차 대사산물이 증대되는 것을 알 수 있으며, 그에 따라 기능성 물질이 증대될 것이라는 것을 추측할 수 있다.
도 25 및 도 26은 아이스 플랜트의 기능성 물질의 함량을 나타낸 그래프이다.
도 25는 아이스 플랜트의 총 페놀 함량을 나타내며, 도 26은 아이스 플랜트의 항산화도를 나타낸다.
일정기간 동안 UVA 보광 처리를 한 경우 아이스 플랜트의 페놀 함량과 항산화도가 대조군보다 높다는 것을 알 수 있다. 특히, UVA 보광 처리 5일째부터 총 페놀 함량과 항산화도가 대조군보다 유의적으로 높게 나타났다.
아이스플랜트를 이용한 실험 결과를 보면, 아이스 플랜트의 생육과 기능성 물질 함량의 패턴이 유사하다는 것을 알 수 있다.
따라서, 식물에 일정 기간 동안 UVA를 조사하게 되면, 식물의 생육과 기능성 물질이 모두 증가한다는 것을 알 수 있다.
또한, 광원이 UV LED일때와 UV 램프일 때를 비교해보면, UVA LED를 이용해 식물에 자외선을 조사할 때가 UV 램프를 이용할 때보다 일부 기간을 제외한 기간 동안 생육 및 기능성 물질 함량 증대에서 더 좋은 결과가 나타난다는 것을 알 수 있다. UVA 램프의 경우, UVA 파장대 전체에 대한 UVA가 방출된다. 식물의 광합성율 증가 및 기능성 물질 함량 증가와 같은 특정 기능은 UVA의 특정 파장대의 자외선이 필요하다. 따라서, UVA 램프 보다는 특정 파장대의 자외선을 방출하는 LED를 이용하여 식물에 보광 처리하여 식물의 특정 기능을 향상시킬 수 있다.
케일의 재배 2
케일은 종자성장팩에 파종하여 2주간 육묘한 뒤, 육묘된 케일을 저 광량과 고 광량 조건 하에서 각각 3주간 재배하였다. 저 광량은 125μmol/m2/s이며, 고 광량은 250μmol/m2/s이다. 두 가지 광량 조건에서 재배된 케일은 저광 조건에서 보다 고광 조건에서 잎의 두께가 더 두꺼워졌다.
이와 같이, 잎의 두께가 다른 케일에 UVA LED를 이용하여 UVA를 일주일 1주일간 보광처리 하였다.
도 27 내지 도 30은 케일의 생장을 나타낸 그래프이다.
도 27은 다양한 파장대의 UVA 보광 처리된 두 종류의 케일의 지상부 생체중이며, 도 28은 다양한 파장대의 UVA 보광 처리된 두 종류의 케일의 지하부 생체중을 나타낸다. 또한, 도 29는 다양한 파장대의 UVA 보광 처리된 두 종류의 케일의 지상부 건물중이며, 도 30은 다양한 파장대의 UVA 보광 처리된 두 종류의 케일의 지하부 건물중을 나타낸다.
도 27 내지 도 30에서는 7일 동안 다양한 파장대의 UVA를 조사하였을 때의 두 종류의 케일과 UVA를 조사하지 않은 대조군 간의 생장을 비교하고 있다.
비교 결과, UVA 조사 7일 후, 저광과 고광에서 재배된 두 종류의 케일은 대부분 대조군보다 생체중 및 건물중이 큰 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 특히, UVA의 파장대가 길수록 케일의 생체중 및 건물중이 대조군에 비해 유의적인 차이의 큰 값을 갖는 다는 것을 확인할 수 있다.
도 31은 케일의 엽면적을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 32는 케일의 엽두께 지수를 나타낸 그래프이다.
도 31 및 도 32는 저광 및 고광에서 재배된 두 종류의 케일에 7일간 UVA 보광 처리를 하였을 때의 엽면적과 엽두께의 변화를 나타낸다. 여기서, 엽두께 지수는 엽건물중을 엽면적으로 나눈 값이다. 따라서, 엽두께 지수가 커질수록 엽두께가 두꺼운 것이다.
두 종류의 케일의 엽면적 및 엽두께 지수는 7일 동안 UVA 보광 처리를 하였을 때 대체적으로 대조군에 비해 큰 값을 갖는다는 것을 알 수 있다. 특히, UVA의 파장이 길수록 두 종류의 케일의 엽면적 및 엽두께 지수가 대조군에 비해 유의적인 차이의 큰 값을 갖는다는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 도 27 내지 도 32를 통해서 식물에 UVA를 조사하면 식물의 생장에 도움이 될 수 있으며, 특히 긴 파장대의 UVA의 경우 식물의 생장 증진에 도움이 된다는 것을 알 수 있다.
도 33 및 도 34는 케일의 총 엽록소 함량을 나타낸 그래프이다.
도 33은 저광에서 재배된 케일의 총 엽록소 함량을 나타낸다. 또한, 도 34은 고광에서 재배된 케일의 총 엽록소 함량을 나타낸다.
도 33을 참고하면, 저광에서 재배된 케일의 경우, UVA 보광 처리를 한지 2일에서 6일째의 케일에서 대체적으로 대조군보다 큰 총 엽록소 함량이 나타난다. 도 33에서는 그래프의 이해를 돕기 위해 대조군 및 각 파장대의 UVA 보광 처리된 케일의 총 엽록소 함량의 오차 범위를 도시하고 있지 않다. 미도시된 오차 범위를 고려한다면, 저광에서 재배된 케일은 395nm 파장대의 UVA를 3일동안 처리하였을 때, 총 엽록소 함량이 대조군에 비해 유의적인 차이의 큰 값을 갖는다.
도 34를 참고하면, 고광에서 재배된 케일의 경우, UVA 보광 처리를 한지 4일에서 7일째의 케일에서 대체적으로 대조군보다 큰 총 엽록소 함량이 나타난다. 그래프에 미도시된 총 엽록소 함량의 오차 범위를 고려한다면, 고광에서 재배된 케일은 365nm 파장대의 UVA를 4일동안 처리하였을 때, 총 엽록소 함량이 대조군에 비해 유의적인 차이의 큰 값을 갖는다.
이와 같은 실험 결과를 통해서 식물에 일정 기간 동안 UVA 보광 처리를 해주면, 식물이 광합성을 할 수 있는 가능성을 증대시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, UVA 보광 처리에 의해서 식물이 생장에 도움되는 광합성 산물을 더 많이 만들어 낼 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 35 내지 도 38은 케일의 기능성 물질 함량에 관한 그래프이다.
도 35는 저광에서 재배된 케일의 총 페놀 함량을 나타내며, 도 36은 저광에서 재배된 케일의 항산화도을 나타낸다. 또한, 도 37은 고광에서 재배된 케일의 총 페놀 함량을 나타내며, 도 38은 고광에서 재배된 케일의 항산화도를 나타낸다.
도 35 및 도 36을 살펴보면, 저광에서 재배된 케일은 UVA 보광 처리를 한 경우 모두 대조군에 비해 높은 총 페놀 함량 및 항산화도를 갖는다는 것을 확인할 수 있다. 특히, 저광에서 재배된 케일은 375nm, 385nm 및 395nm의 긴 파장대의 UVA를 조사한지 5일 및 6일째에 다른 조건의 케일보다 기능성 물질(총 페놀 함량 및 항산화도)의 함량이 유의적으로 높게 나왔다.
도 37 및 도 38을 살펴보면, 고광에서 재배된 케일은 UVA 보광 처리를 한 경우, 5일째 이후부터 대조군에 비해 높은 총 페놀 함량 및 항산화도를 갖는다. 특히, 고광에서 재배된 케일은 365nm의 짧은 파장대의 UVA를 조사한지 6일 및 7일째에 기능성 물질의 함량이 다른 조건의 케일보다 기능성 유의적으로 높게 나왔다.
즉, 기능성 물질 함량을 증가시키는데 얇은 잎의 식물은 작은 에너지를 갖는 긴 파장대의 UVA가 적합하며, 두꺼운 잎의 식물은 상대적으로 큰 에너지를 갖는 짧은 파장대의 UVA가 적합하다는 것을 알 수 있다. 이는, 얇은 잎의 식물은 짧은 파장대의 UVA가 너무 강한 스트레스로 작용하여 더 큰 기능성 물질 함량의 증가를 유도하지 못한다는 것을 알 수 있다. 또한, 두꺼운 잎의 식물은 기능성 물질 함량의 증가를 위해서 얇은 잎의 식물의 기능성 물질 함량을 증가시킬 수 있는 에너지보다 더 강한 에너지가 요구된다는 것을 알 수 있다.
도 39 및 도 40은 케일의 PAL 활성을 나타낸 그래프이다.
도 39는 저광에서 재배된 케일의 PAL 활성을 나타내며, 도 40은 고광에서 재배된 케일의 PAL 활성을 나타낸다.
도 39를 참고하면, 저광에서 재배된 케일의 PAL활성은 UVA 조사 4일 이후에 UVA 보광 처리를 한 케일이 대조군보다 높은 수치를 갖는다. 특히, 저광에서 재배된 케일은 395nm 파장대의 UVA 보광 처리를 한 경우 5일 및 6일째에서 PAL활성이 높게 나타난다. 즉, 잎이 얇은 식물에 낮은 에너지를 갖는 파장대의 UVA를 조사하면, 2차 대사산물이 증대되고, 이는 식물의 기능성 물질 함량 증진에 효과적이라는 것을 알 수 있다.
또한, 도 40을 참고하면, 고광에서 재배된 케일의 PAL 활성은 365nm의 UVA를 케일에 조사한지 6일 및 7일째에 대조군보다 높은 수치를 갖는다. 즉, 잎이 두꺼운 식물에 높은 에너지를 갖는 파장대의 UVA를 조사하면, 2차 대산물이 증대되고, 이는 식물의 기능성 물질 함량 증진에 효과적이라는 것을 알 수 있다.
아이스 플랜트 및 케일을 이용한 실험을 통해서 UVA가 식물의 생장 및 기능성 물질 함량을 향상시키는 것을 알 수 있다. 또한, 특정 파장대의 UVA는 식물의 기능성 물질 함량 증진과 같은 특정 기능 향상에 도움을 준다. 따라서, 특정 파장대의 자외선을 방출하는 LED를 이용하여 식물에 보광 처리함으로써, 식물의 특정 기능을 향상 시킬 수 있다.
도 41은 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 41을 참고하면, 식물 재배 시스템(100)은 식물 재배실(110), 광원부(120), 보광부(130), 양자 수율 측정부(140), 온도 제어부(150), 습도 제어부(160) 및 배양액 제공부(170)를 포함한다.
식물 재배실(110)은 식물이 재배되는 공간을 제공한다.
광원부(120)는 식물의 생장을 위해 식물에 광을 조사한다. 광원부(120)의 광은 가시광 및 백색광 중 적어도 하나를 포함한다. 예를 들어, 광원부(120)의 광은 백색광과 적색광을 임의의 비율로 혼합한 혼합광일 수 있다. 예를 들어, 광원부(120)는 광을 12시간 간격으로 식물에 조사한다. 즉, 광원부(120)는 12시간동안 식물에 광을 조사한 뒤 12시간 동안 식물에 광을 조사하는 동작을 중단하는 동작을 반복할 수 있다. 그러나 광원부(120)의 광 조사 시간은 12시간 주기로 한정되는 것은 아니며, 식물의 종류에 따라 변경될 수도 있다. 예를 들어, 광원부(120)는 광 조사 시간이 12시간 이상이 될 수도 있다. 또는 광원부(120)는 지속적으로 광을 식물에 조사하는 것도 가능하다.
보광부(130)는 식물에 UVA를 조사한다. 보광부(130)의 UVA는 식물에 스트레스를 주어 식물이 기능성 물질을 증대하도록 한다. 또한, 보광부(130)의 UVA는 식물의 생장에 도움을 줄 수도 있다. 보광부(130)는 UVA를 방출하는 LED를 포함하는 광원 장치일 수 있다.
양자 수율 측정부(140)는 식물의 양자 수율을 측정한다. 양자 수율 측정부(140)를 통해 식물의 양자 수율을 측정하여, 식물의 기능성 물질 함량 또는 기능성 물질 함량 증대 여부를 확인할 수 있다.
온도 제어부(150)는 식물 재배실(110)의 온도를 제어한다. 온도 제어부(150)는 식물 재배실(110)이 식물의 성장에 적정한 온도로 유지되도록 할 수 있다.
습도 제어부(160)는 식물 재배실(110)의 습도를 제어한다. 습도 제어부(160)는 식물 재배실(110)이 식물의 습도에 적정한 온도로 유지되도록 할 수 있다.
배양액 제공부(170)는 식물에 배양액을 제공한다. 배양액 제공부(170)는 배양액을 저장해 두고 있다가 필요에 따라 식물에 배양액을 제공할 수 있다.
식물 재배 시스템(100)의 각 구성부는 미리 저장된 설정에 따라 자동으로 동작할 수 있다. 또는 식물 재배 시스템(100)의 각 구성부는 사용자의 필요에 따라 수동으로 동작하는 것도 가능하다.
또한, 식물 재배 시스템(100)은 광원부(120), 보광부(130), 온도 제어부(150), 습도 제어부(160) 및 배양액 제공부(170) 중 적어도 하나를 이용하여 식물에 추가적인 스트레스 처리를 할 수 있다.
또한, 식물 재배 시스템(100)은 미도시 되었지만, 식물에 추가 스트레스 처리를 위해 염분, 오존 등을 조절하는 별도의 구성부를 더 포함할 수 있다.
또한, 식물 재배 시스템(100)은 식물 재배실(110)의 이산화 탄소의 농도를 제어하는 구성부, 바람의 세기를 제어하는 구성부를 더 포함할 수 있다. 또한, 식물 재배 시스템(100)은 식물 재배실(110)의 환경을 측정하기 위한 센서, 센서의 측정 값에 따라 식물 재배 시스템(100)의 각 구성부의 동작을 제어하기 위한 데이터 베이스 및 제어부를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 도 41에서 미도시된 식물 재배 시스템(100)의 다른 구성부들은 당업자의 선택에 따라 추가 될 수 있다. 또한, 당업자의 선택에 따라서 도 41에 도시된 식물 재배 시스템(100)의 의 구성부들 중에서 일부는 생략될 수도 있다.
본 실시 예에 따른 식물 재배 시스템(100)은 보광부(130)를 이용해 식물에 UVA로 보광 처리를 하여, 식물의 기능성 물질 함량을 증대시킨다. 또한, 식물 재배 시스템(100)은 사용자가 양자 수율 측정부(140)를 이용하여 식물의 기능성 물질 함량 정도를 예측할 수 있도록 하며, 그에 따라 식물의 수확 시기를 결정하도록 할 수 있다. 양자 수율 측정부(140)는 사용자가 원할 때, 수동 또는 자동으로 식물의 양자 수율을 측정할 수 있다.
도 42는 본 발명의 실시 예에 따른 식물 재배 방법을 나타낸 순서도이다.
S1 단계를 참고하면, 식물을 생장시킨다. 이때, 식물을 생장시킬 때, UVA를 조사하여 보광 처리를 한다. UVA 보광 처리를 포함한 식물의 생장 방법은 이전에 설명한 아이스 플랜트 및 케일의 생장 방법을 참고하도록 한다. 또한, 식물의 생장 방법은 식물의 종류마다 변경될 수 있다. 이때, 식물에 UVA 보광 처리를 함으로써, 식물의 생장뿐만 아니라 기능성 물질 함량을 증대시킬 수 있다.
UVA 보광 처리에 사용되는 광원은 LED가 사용된다. LED의 경우 특정 파장대의 UVA를 방출하는 것이 가능하다. 따라서, 광원으로 LED를 사용함으로써, 식물의 종류 및 상태에 따라 특정 파장대의 UVA로 식물에 보광 처리하는 것이 용이하다.
S2 단계를 참고하면, 식물의 최대 양자 수율을 측정한다. 식물의 최대 양자 수율은 엽록소 형광 측정기를 이용하여 측정할 수 있다. 엽록소 형광 측정기는 케일의 형광 이미지를 촬영하고, 획득한 형광 이미지를 분석하여 최대 양자 수율을 측정한다.
S3단계를 참고하면, 측정된 최대 양자 수율에 따라 식물의 재배 단계를 결정한다. 측정된 최대 양자 수율을 미리 설정된 범위와 비교한다. 여기서 미리 설정된 임의의 범위는 식물의 기능성 물질 함량이 평균 이상일 때의 최대 양자 수율 범위이다. 임의의 범위는 이전에 설명한 실험을 통해서 결정될 수 있다. 본 발명에서는 케일 및 아이스 플랜트를 이용하여 실험을 하였지만, 식물의 종류가 변경되면, 임의의 범위 역시 변경된 식물을 이용한 실험을 통해서 변경될 수 있다.
측정된 최대 양자 수율이 임의의 범위 이내에 포함되면, 식물이 함유하고 있는 기능성 물질의 함량이 평균 이상으로 판단될 수 있다. 또한, 이전 실험을 통해서 UVA 보광 처리를 통해서 식물의 생장 역시 향상된다는 것을 알 수 있다.
S4 단계에서는 측정된 양자 수율이 임의의 범위에 이내에 포함된 식물은 식물의 생장 및 기능성 물질 함량이 충분하다 판단되어 수확된다. 예를 들어, 임의의 범위는 0.6 내지 0.72일 수 있다. 더 나아가 임의의 범위는 0.68 내지 0.69일 수 있다.
만약, S3 단계에서 측정된 양자 수율이 임의의 범위에 포함되지 않는다면, 식물에 추가 스트레스를 처리할 수 있다.(S5 단계)
식물 추가 스트레스 처리를 하여 식물의 기능성 물질 함량을 증대시킬 수 있다.
이때, 추가 스트레스 처리는 UVA의 파장대를 변경, 강도 변경 또는 지속 시간을 변경하는 것일 수 있다. 또는 추가 스트레스 처리는 식물에 자외선, 온도(공기, 뿌리), 수분(결핍, 저산소증), 광(광질, 광도), 염분, 오존을 중 적어도 하나를 이용한 스트레스 처리일 수 있다. 또는 추가 스트레스 처리는 이 스트레스 처리 방법 중 적어도 두 가지 방법을 혼합한 것일 수 있다.
또는 S3 단계에서 측정된 양자 수율이 임의의 범위에 포함되지 않는다면, 추가 스트레스 처리 단계를 생략하는 것도 가능하다. 즉, 식물의 최대 양자 수율이 임의의 범위 이내가 될 때까지 UVA 보광 처리를 하면서 식물을 생장시키는 단계를 지속하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 식물의 형광 이미지를 촬영하고 이를 분석함으로써, 식물의 기능성 물질 함유 정도를 알 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 식물의 생장 및 기능성 물질 함유량을 고려한 시점에 식물을 수확하는 것이 가능하다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 식물에 UVA를 보광 처리하는 단계;
    상기 식물의 최대 양자 수율을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 최대 양자 수율에 따라 상기 식물의 재배 단계를 결정하는 단계;
    를 포함하는 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 식물의 재배 단계를 결정하는 단계에서,
    상기 측정된 최대 양자 수율이 미리 설정된 범위 이내에 포함되면, 상기 식물을 수확하고,
    상기 측정된 최대 양자 수율이 미리 설정된 임의의 범위 이내에 포함되지 않으면, 상기 식물을 생장시키는 단계를 유지하는 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 측정된 최대 양자 수율이 미리 설정된 임의의 범위 이내에 포함되지 않으면,
    상기 식물에 추가 스트레스 처리를 수행하는 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 추가 스트레스 처리는 상기 UVA의 파장대 변경, 강도, 지속 시간 등을 변경하는 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 추가 스트레스 처리는 상기 식물에 자외선, 온도(공기, 뿌리), 수분(결핍, 저산소증), 광(광질, 광도), 염분, 오존을 중 적어도 하나를 이용한 스트레스 처리인 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 최대 양자 수율의 미리 설정된 임의의 범위는 상기 식물의 기능성 물질 함량이 평균 이상일 때의 범위인 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 최대 양자 수율의 미리 설정된 임의의 범위는 0.6 내지 0.72인 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 최대 양자 수율의 미리 설정된 임의의 범위는 0.68 내지 0.69인 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 식물의 기능성 물질 함량은 카로티노이드 함량, 플라보노이드 함량, 페놀 함량 또는 항산화도인 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 식물은 엽채류 또는 약용 식물인 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 UVA 방출하는 광원은 LED인 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 식물에 UVA를 보광 처리하는 단계에서,
    상기 식물의 생장이 증가하는 UV를 이용한 식물 재배 방법.
  13. 식물이 재배되는 공간을 제공하는 식물 재배실;
    상기 식물에 가시광 및 백색광 중 적어도 하나를 포함하는 광을 조사하는 광원부;
    상기 식물에 UVA를 조사하는 보광부; 및
    상기 식물의 최대 양자 수율을 측정하는 양자 수율 측정부;
    를 포함하는 식물 재배 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 광원부는 12시간 간격으로 상기 광을 방출 및 미방출하는 식물 재배 시스템.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 보광부는 UVA를 방출하는 LED를 포함하는 식물 재배 시스템.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 식물 재배실의 온도를 제어하는 온도 제어부; 및
    상기 식물 재배실의 습도를 제어하는 습도 제어부;
    를 더 포함하는 식물 재배 시스템.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 식물에 배양액을 제공하는 배양액 제공부를 더 포함하는 식물 재배 시스템.
PCT/KR2019/004711 2018-04-20 2019-04-18 Uv를 이용한 식물 재배 방법 및 이를 위한 식물 재배 시스템 WO2019203597A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980002969.3A CN110769684B (zh) 2018-04-20 2019-04-18 利用uv的植物栽培方法及用于其的植物栽培系统
JP2021507442A JP2021521892A (ja) 2018-04-20 2019-04-18 Ｕｖを用いた植物栽培方法及びこのための植物栽培システム
EP19788361.4A EP3782457A4 (en) 2018-04-20 2019-04-18 PLANT GROWING METHOD USING UV AND PLANT GROWING SYSTEM THEREFORE
US17/073,763 US11547062B2 (en) 2018-04-20 2020-10-19 Plant cultivation method using UV and plant cultivation system therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180046266A KR20190122456A (ko) 2018-04-20 2018-04-20 Uv를 이용한 식물 재배 방법 및 이를 위한 식물 재배 시스템
KR10-2018-0046266 2018-04-20

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/073,763 Continuation US11547062B2 (en) 2018-04-20 2020-10-19 Plant cultivation method using UV and plant cultivation system therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2019203597A1 true WO2019203597A1 (ko) 2019-10-24
WO2019203597A8 WO2019203597A8 (ko) 2019-11-28

Family

ID=68238899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/004711 WO2019203597A1 (ko) 2018-04-20 2019-04-18 Uv를 이용한 식물 재배 방법 및 이를 위한 식물 재배 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11547062B2 (ko)
EP (1) EP3782457A4 (ko)
JP (1) JP2021521892A (ko)
KR (1) KR20190122456A (ko)
CN (1) CN110769684B (ko)
WO (1) WO2019203597A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4085750A4 (en) * 2020-01-03 2024-01-24 Industry Univ Cooperation Foundation Of Chungbuk National Univ LIGHT SOURCE FOR GROWING PLANTS
EP4131434A4 (en) * 2020-04-01 2024-05-01 Industry Univ Cooperation Foundation Of Chungbuk National Univ LIGHT SOURCE FOR GROWING PLANTS AND METHOD FOR GROWING PLANTS USING SAME

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11432474B2 (en) 2020-03-23 2022-09-06 Seoul Viosys Co., Ltd. Plant cultivation method for increasing phytochemical content
KR20230056896A (ko) 2021-10-21 2023-04-28 서울대학교산학협력단 식물 이차대사산물 조절을 위한 인공 조명 설정 방법 및 시스템
CN114145153B (zh) * 2022-02-10 2022-04-29 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 低剂量uvb提升植物工厂育苗壮苗生产的方法
EP4260682A1 (en) 2022-04-14 2023-10-18 Lithuanian Research Centre for Agriculture and Forestry Lighting method for promoting accumulation of secondary metabolites in chelidonium majus plants
CN115777375B (zh) * 2022-12-21 2023-10-24 广东省农业科学院环境园艺研究所 一种提高石斛活性物质含量的uv-a辐射方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101027205B1 (ko) * 2010-08-06 2011-04-06 (주) 성광 엘이디 식물재배용 ｌｅｄ 조명장치
KR20130114880A (ko) * 2012-04-10 2013-10-21 주식회사 금오전기 식물 생장용 라이트 장치와, 이를 이용한 식물 생장용 시스템 및 제어 방법
KR20170141974A (ko) * 2016-06-16 2017-12-27 한국과학기술연구원 돌미나리를 재배하는 방법
KR20180006325A (ko) * 2016-07-07 2018-01-17 충북대학교 산학협력단 환경 스트레스를 이용한 엽채류의 생장 및 유용물질 증진 방법
KR20180009115A (ko) * 2016-07-18 2018-01-26 한국과학기술연구원 케일을 재배하는 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5971623B2 (ja) * 2011-03-29 2016-08-17 シャープ株式会社 光照射装置、イチゴ栽培システムおよびイチゴ栽培方法
CN102182965B (zh) * 2011-04-27 2012-11-14 浙江农林大学 四色光led组合补光灯
KR101449131B1 (ko) * 2012-10-08 2014-10-13 경상대학교산학협력단 밀폐형 식물 공장 시스템에서의 씀바귀 재배방법
ES2807220T3 (es) * 2014-03-14 2021-02-22 Biolumic Ltd Método para mejorar el rendimiento y/o la resistencia al estrés de los cultivos
CN107356569B (zh) * 2017-06-06 2019-10-29 河南农业大学 基于叶绿素荧光预测小麦籽粒产量的方法及其模型的构建方法
CN107535212B (zh) * 2017-10-20 2021-02-12 福建省中科生物股份有限公司 一种提高药用植物次生代谢物产量的光照方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101027205B1 (ko) * 2010-08-06 2011-04-06 (주) 성광 엘이디 식물재배용 ｌｅｄ 조명장치
KR20130114880A (ko) * 2012-04-10 2013-10-21 주식회사 금오전기 식물 생장용 라이트 장치와, 이를 이용한 식물 생장용 시스템 및 제어 방법
KR20170141974A (ko) * 2016-06-16 2017-12-27 한국과학기술연구원 돌미나리를 재배하는 방법
KR20180006325A (ko) * 2016-07-07 2018-01-17 충북대학교 산학협력단 환경 스트레스를 이용한 엽채류의 생장 및 유용물질 증진 방법
KR20180009115A (ko) * 2016-07-18 2018-01-26 한국과학기술연구원 케일을 재배하는 방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3782457A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4085750A4 (en) * 2020-01-03 2024-01-24 Industry Univ Cooperation Foundation Of Chungbuk National Univ LIGHT SOURCE FOR GROWING PLANTS
US11910762B2 (en) 2020-01-03 2024-02-27 Industry-University Cooperation Foundation Of Chungbuk National University Light source module for plant cultivation
EP4131434A4 (en) * 2020-04-01 2024-05-01 Industry Univ Cooperation Foundation Of Chungbuk National Univ LIGHT SOURCE FOR GROWING PLANTS AND METHOD FOR GROWING PLANTS USING SAME

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019203597A8 (ko) 2019-11-28
CN110769684A (zh) 2020-02-07
EP3782457A1 (en) 2021-02-24
CN110769684B (zh) 2023-07-14
US20210092906A1 (en) 2021-04-01
US11547062B2 (en) 2023-01-10
KR20190122456A (ko) 2019-10-30
JP2021521892A (ja) 2021-08-30
EP3782457A4 (en) 2022-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019203597A1 (ko) Uv를 이용한 식물 재배 방법 및 이를 위한 식물 재배 시스템
US8299445B2 (en) Lighting apparatus for controlling plant disease
WO2020040598A1 (ko) 식물 재배용 광원
WO2018062885A1 (en) Controlling ultraviolet intensity over a surface of a light sensitive object
Newsham et al. Appropriate controls in outdoor UV‐B supplementation experiments
WO2020032677A1 (ko) 식물 재배 장치 및 식물 재배 방법
WO2020032601A2 (ko) 식물 재배 장치 및 이를 이용한 재배 방법
WO2018044045A1 (en) Controlling light exposure of light sensitive object
WO2013183897A1 (ko) 과채류의 호르메시스 유도 장치
WO2021194234A1 (ko) 기능성 물질의 함량을 증가시키는 식물 재배 방법
WO2021020856A1 (ko) 딸기 육묘용 led 조명장치
WO2019151823A1 (en) Illumination device, plant storage apparatus and method for higher retention of phytochemical content of plant
WO2020085782A1 (ko) 기능성 물질의 함량을 증가시키는 식물 재배 방법 및 광 처리기
WO2017082691A1 (ko) 플라즈마 방전수를 이용한 콩나물 재배방법, 비가열 살균을 위한 수처리용 플라즈마 활성종 발생장치 및 사용방법
KR20190081535A (ko) 이미지 형광값을 이용하여 기능성 물질 함량 증진을 위한 식물체의 스트레스 결정 방법
WO2021201634A1 (ko) 식물 재배용 광원 및 이를 이용한 식물 재배 방법
JP2003204718A (ja) サニーレタスの栽培方法および装置
WO2022225284A1 (ko) 식물 재배용 광원 모듈 및 식물 재배 방법
WO2022065871A1 (ko) 식물 재배용 광원 모듈 및 그 광원 모듈을 포함하는 식물 재배용 광원 장치
WO2022164232A1 (ko) 식물 재배용 광원 모듈 및 그것을 포함하는 광원 장치
WO2021137676A1 (ko) 식물 재배용 광원
KR102493283B1 (ko) 파장대별 광원의 세기 조절이 가능한 자동 조절 식물용 인공조명 시스템
WO2019045421A2 (ko) 재배 장치
Mangum et al. Photoperiodic induction of diapause in the boll weevil, Anthonomus grandis
WO2022186622A1 (ko) 광원 모듈 및 그 광원 모듈을 포함하는 식물 재배 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19788361

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021507442

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019788361

Country of ref document: EP

Effective date: 20201120